CN109905142A - 自适应多路复用和发送/接收分集 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及自适应多路复用和发送/接收分集。本发明公开了一种无线装置，其可包括多个天线。第一组天线可用于通信。可确定一个或多个触发条件，并且可激活附加天线用于测量。基于一个或多个测量，可选择第二组天线并用于通信。

Description

自适应多路复用和发送/接收分集
技术领域
本专利申请涉及无线通信，并且更具体地涉及用于在无线装置中执行天线选择的系统、设备和方法。
相关技术描述
无线通信系统的使用正在快速增长。另外，无线通信技术已从仅语音通信演进到也包括数据(诸如互联网和多媒体内容)的发送。存在许多不同的无线通信技术和标准。无线通信标准的一些示例包括GSM、UMTS(WCDMA)、LTE、高级LTE(LTE-A)、3GPP2CDMA2000(例如，1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、IEEE 802.11(WLAN或Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、蓝牙等等。
随着无线通信技术的存在日益增加，无线装置越来越普遍地包括多个天线和/或多个无线电部件来实现各种无线通信技术。期望在自适应地选择用于发送和/或接收数据的一组天线的领域的改善。
发明内容
本文中给出的实施方案尤其是用于无线通信装置诸如用户设备(UE)装置的方法，以自适应地选择用于无线通信的天线，以及被配置为实现该方法的装置和设备。
根据本文所述的技术，可至少部分地基于各种当前条件选择用于通过UE进行接收、发送或发送和接收两者的一个或多个天线。该概念可被称为自适应接收/发送分集(ARTD)。
与第一组天线通信的UE可确定是否满足一个或多个触发条件。UE可激活附加天线或所有天线来测量条件。基于该条件，UE可选择第二组天线并且可与第二组一起操作。
需注意，可在多个不同类型的装置中实施本文描述的技术和/或将本文描述的技术与该多个不同类型的装置一起使用，该多个不同类型的装置包括但不限于蜂窝电话、便携式媒体播放器、平板计算机、可穿戴装置和各种其他计算装置。
本发明内容旨在提供在本文档中所描述的主题中的一些的简要概述。于是，应当了解，上述特征仅为示例，并且不应解释为以任何方式缩窄本文所描述的主题的范围或实质。本文所描述的主题的其它特征、方面和优点将通过以下具体实施方式、附图和权利要求书而变得显而易见。
附图说明
当结合以下附图考虑以下详细描述时，可获得对本主题的更好的理解。
图1示出示例性无线通信系统；
图2示出根据多种无线通信技术执行无线通信的无线装置；
图3是示出示例性无线装置的框图；
图4是示出无线装置的示例性RF部分的框图；
图5是示出根据一些实施方案的用于无线装置自适应地选择天线的方法的流程图；
图6是示出根据一些实施方案的包括两个天线端口和四个天线端口的装置的框图；
图7A至图7C是根据一些实施方案的调度图；
图8A至图8B是示出根据一些实施方案的用于天线选择的方法的流程图；
图8C是示出根据一些实施方案的示例性参数值的表格；
图8D示出根据一些实施方案的用于计算参数值的等式；
图9A至图10示出根据一些实施方案的有限状态机(FSM)图和MIMO模式；
图11A至图11B是示出根据一些实施方案的天线组选择的流程图；并且
图12A至图16D示出根据一些实施方案的吞吐量/功率比(TPR)计算。
虽然本文所述的特征易受各种修改和另选形式的影响，但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出，并且在本文详细描述。然而，应当理解，附图和对其的详细描述并非旨在将本发明限制于所公开的具体形式，而正相反，其目的在于覆盖落在如由所附权利要求书所限定的主题的实质和范围内的所有修改、等同物和另选方案。
具体实施方式
术语
以下是在本公开中所使用的术语的定义：
存储器介质-各种类型的非暂态存储器装置或存储装置中的任一个。术语“存储器介质”旨在包括安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM、Rambus RAM等；非易失性存储器诸如闪存、磁介质，例如，硬盘驱动器或光学存储装置；寄存器或其它类似类型的存储器元件等。存储器介质也可包括其它类型的非暂态存储器或它们的组合。此外，存储器介质可位于执行程序的第一计算机系统中，或者可位于通过网络诸如互联网连接到第一计算机系统的不同的第二计算机系统中。在后面的情况下，第二计算机系统可向第一计算机提供程序指令以用于执行。术语“存储器介质”可包括可驻留在例如通过网络连接的不同计算机系统中的不同位置的两个或更多个存储器介质。存储器介质可存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如，表现为计算机程序)。
载体介质-如上所述的存储器介质，以及物理发送介质诸如总线、网络和/或传达信号诸如电信号、电磁信号或数字信号的其它物理发送介质。
可编程硬件元件-包括各种硬件装置，该各种硬件装置包括经由可编程互连而连接的多个可编程功能块。示例包括FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑装置)、FPOA(现场可编程对象阵列)和CPLD(复杂的PLD)。可编程功能块可从细粒度(组合逻辑部件或查找表)到粗粒度(算术逻辑单元或处理器核心)变动。可编程硬件元件也可被称为“可配置逻辑部件”。
计算机系统-各种类型的计算系统或处理系统中的任一个，包括个人计算机系统(PC)、大型计算机系统、工作站、网络家电、互联网家电、个人数字助理(PDA)、电视系统、网格计算系统，或其他装置，或装置的组合。一般来讲，术语“计算机系统”可被广义地定义为涵盖具有执行来自存储器介质的指令的至少一个处理器的任何装置(或装置的组合)。
用户设备(UE)(或“UE装置”)-移动或便携式的且执行无线通信的各种类型的计算机系统装置中的任一个。UE装置的示例包括移动电话或智能电话(例如，iPhoneTM、基于AndroidTM的电话)、便携式游戏装置(例如，Nintendo DSTM、PlayStation PortableTM、Gameboy AdvanceTM、iPhoneTM)、膝上型计算机、可穿戴装置(例如，智能手表、智能眼镜)、PDA、便携式互联网装置、音乐播放器、数据存储装置或其它手持装置等。一般来讲，术语“UE”或“UE装置”可被广义地定义为涵盖由用户容易传送并能够进行无线通信的任何电子装置、计算装置和/或电信装置(或装置的组合)。
无线装置-执行无线通信的各种类型的计算机系统装置中的任一个。无线装置可为便携式(或移动的)，或者可为固定的或固定在某个位置处。UE为无线装置的示例。
通信装置-执行通信的各种类型的计算机系统或装置中的任一者，其中该通信可为有线通信或无线通信。通信装置可为便携式(或移动的)，或者可为固定的或固定在某个位置处。无线装置为通信装置的示例。UE为通信装置的另一个示例。
基站-术语“基站”(也被称为“eNB”)具有其普通含义的全部宽度，并且至少包括被安装在固定位置处并且用于作为无线蜂窝通信系统的一部分进行通信的无线通信站。
链路预算受限-包括其普通含义的全部宽度，并且至少包括无线装置(例如，UE)的特性，该无线装置相对于并非链路预算受限的装置或相对于已开发出无线电接入技术(RAT)标准的装置而表现出有限的通信能力或有限的功率。链路预算受限的无线设备可经受相对有限的接收能力和/或发送能力，这可能是由于一个或多个因素导致的，诸如设备设计、设备尺寸、电池尺寸、天线尺寸或设计、发送功率、接收功率、当前发送介质条件、和/或其他因素。本文可将此类装置称为“链路预算受限的”(或“链路预算约束的”)装置。由于装置的尺寸、电池功率和/或发送/接收功率，装置可为固有链路预算受限的。例如，通过LTE或LTE-A与基站进行通信的智能手表由于其发送/接收功率减少和/或天线减少而可为固有链路预算受限的。可穿戴装置诸如智能手表大体为链路预算受限装置。另选地，装置可能不是固有链路预算受限的，例如可能具有足够的尺寸、电池功率、和/或用于通过LTE或LTE-A正常通信的发送/接收功率，但由于当前的通信状况而可能临时链路预算受限，例如智能电话在小区边缘等。要指出的是，术语“链路预算受限”包括或涵盖功率限制，并且因此链路受限装置可被视为链路预算受限装置。
处理元件(或处理器)-是指各种元件或元件的组合。处理元件例如包括电路诸如ASIC(专用集成电路)、各个处理器内核的部分或电路、整个处理器内核、各个处理器、可编程硬件装置(诸如现场可编程门阵列(FPGA))、和/或包括多个处理器的系统的较大部分。
自动-是指由计算机系统(例如，由计算机系统所执行的软件)或装置(例如，电路、可编程硬件元件、ASIC等)所执行的动作或操作，而无需用户输入直接指定或执行该动作或操作。因此，术语“自动”与用户手动执行或指定操作形成对比，其中用户提供输入来直接执行该操作。自动过程可由用户所提供的输入来启动，但“自动”执行的后续动作不是由用户指定的，即，不是“手动”执行的，其中用户指定要执行的每个动作。例如，用户通过选择每个字段并提供输入指定信息来填写电子表格(例如，通过键入信息、选择复选框、无线电部件选择等)为手动填写该表格，即使计算机系统必须响应于用户动作来更新该表格。该表格可通过计算机系统自动填写，其中计算机系统(例如，在计算机系统上执行的软件)分析表格的字段并填写该表格，而无需任何用户输入指定字段的答案。如上面所指示的，用户可援引表格的自动填写，但不参与表格的实际填写(例如，用户不用手动指定字段的答案而是它们被自动完成)。本说明书提供了响应于用户已采取的动作而自动执行的操作的各种示例。
被配置为-各种部件可被描述为“被配置为”执行一个或多个任务。在此类上下文中，“被配置为”是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“结构”的宽泛表述。由此，即使在部件当前没有执行任务时，该部件也能被配置为执行该任务(例如，一组电导体可以被配置为将模块电连接到另一个模块，即使当这两个模块未连接时)。在一些上下文中，“被配置为”可以是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。由此，即使在部件当前未接通时，该部件也能被配置为执行任务。通常，形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。
IEEE 802.11-指基于IEEE 802.11无线标准的技术，诸如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n，802.11-2012、802.11ac和/或其他IEEE 802.11标准。IEEE 802.11技术也可称为“Wi-Fi”或“无线局域网(WLAN)”技术。
为了便于描述，可将各种部件描述为执行一个或多个任务。此类描述应当被解释为包括短语“被配置为”。表述被配置为执行一个或多个任务的部件明确地旨在对该部件不援引35U.S.C.§112第六段的解释。
图1和图2-示例性通信系统
图1和图2示出了示例性的(和简化的)无线通信系统。需注意，图1的系统仅仅是一种可能系统的一个示例，并且实施方案根据需要可被实现在各种系统中的任一种系统中。
如图所示，示例性无线通信系统包括接入点102，该接入点102通过发送介质与一个或多个用户装置106A、102B等到106N进行通信。在本文中可将用户装置中的每个称为“用户设备”(UE)。因此，用户设备被称为UE或UE装置。
接入点102可为提供无线局域网(WLAN)的接入点。可以配备接入点102以与网络100(例如，在各种可能性中，广域网(WAN)，诸如互联网)通信。因此，接入点102可有助于UE106之间和/或UE 106与网络100之间的通信。接入点102和UE 106可被配置为使用Wi-Fi通过发送介质进行通信，所述Wi-Fi包括IEEE 802.11的各种版本中的任一种(例如a、b、g、n、ac等)。
UE 106中的一个或多个(例如，UE 106A、106B)可以同样或另选地被配置为与基站104通信。基站104可以是收发器基站(BTS)或小区站点(“蜂窝式基站”)，并且可包括使得能够实现根据一个或多个蜂窝通信协议与UE 106的无线通信的硬件。此种UE 106和蜂窝基站104可使用各种蜂窝通信技术诸如GSM、UMTS(WCDMA、TDS-CDMA)、LTE、高级LTE(LTE-A)、3GPP2CDMA2000(例如1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、5G/NR等中的任一种进行通信。
如图所示，可配备蜂窝基站以与网络110(例如，在各种可能性中，蜂窝服务提供商的核心网、电信网络诸如公共交换电话网络(PSTN)和/或互联网)进行通信。因此，基站104可以有助于UE 106之间和/或UE 106与网络110之间的通信。蜂窝基站104可提供具有各种电信能力诸如语音、SMS和/或数据服务的UE 106。
UE 106中的一个或多个(例如，UE 106B)可以同样或另选地被配置为经由蓝牙链路与蓝牙装置108通信。蓝牙装置108可为多种类型的蓝牙装置中的任一种，包括耳机、汽车扬声器系统、鼠标、键盘或其他输入装置、另一无线装置等。
因此，至少在一些情况下，UE 106能够使用多种无线通信技术进行通信，诸如图1中所示的UE 106A和106B所例示的。另外，或作为Wi-Fi，蓝牙和各种蜂窝通信标准的替代，UE 106可以同样或另选地被配置为根据需要使用一个或多个全球导航卫星系统(GNSS，例如GPS或GLONASS)、一个或多个移动电视广播标准(例如，ATSC-M/H或DVB-H)和/或任何其他无线通信技术进行通信。另外，应当注意，如果需要，UE也可能仅能够使用单个无线通信技术进行通信。
图2示出与Wi-Fi接入点102、蜂窝基站104和蓝牙装置108通信的UE装置106(例如，图1中示出的UE装置106B)。因此，UE 106可被配置为使用多个无线通信协议中的任一个来进行通信。UE 106可为具有无线通信能力的各种可能装置中的任一种，诸如移动电话、手持装置、计算机或平板计算机或事实上任何类型的无线装置。
UE 106可包括被配置为执行存储在存储器中的程序指令的处理器。UE106可通过执行此类存储的指令来执行本文所述的方法实施例中的任一个。另选地或除此之外，UE106可包括可编程硬件元件，诸如被配置为执行本文所述的方法实施方案中的任一者或本文所述的方法实施方案中的任一者的任何部分的FPGA(现场可编程门阵列)。
UE 106可包括用于使用一个或多个无线通信协议或技术进行通信的多个天线。在一个实施方案中，UE 106可被配置为使用单个共享无线电部件使用多个无线通信技术中的任一个进行通信。共享无线电部件可耦接到单个天线，或者可耦接到多个天线(例如，对于多入多出(MIMO))，以用于执行无线通信。通常，无线电部件可包括基带处理器、模拟RF信号处理电路(例如，包括滤波器、混频器、振荡器、放大器等等)或数字处理电路(例如，用于数字调制以及其它数字处理)的任何组合。类似地，该无线电部件可使用前述硬件来实现一个或多个接收链和发送链。例如，UE 106可在多个无线通信技术之间共享接收和/或发送链中的一个或多个部分。
在一些实施方案中，UE 106可以包括用于UE 106被配置为用其通信的每个无线通信协议的单独的发送和/或接收链。作为另一种可能性，UE106可包括在多个无线通信协议之间共享的一个或多个无线电部件，以及由单个无线通信协议唯一地使用的一个或多个无线电部件。例如，UE 106可包括用于使用LTE或1xRTT(或LTE或GSM或5G NR)中的任一种进行通信的共享的无线电部件，以及用于使用Wi-Fi和蓝牙中的每一种进行通信的单独的无线电部件。其它配置也是可能的。
在一些情况下，UE 106的一些或所有天线和无线电部件之间的耦接可动态配置。例如，天线切换逻辑可在UE 106中提供以动态地确定和配置(或重新配置)UE的哪些天线将被用于通过哪些无线电部件进行无线通信。如果需要，UE 106的一个或多个天线和无线电部件可另选地或附加地被永久性地(固定地)耦接到彼此。
BS 104可被配置为根据MIMO技术进行通信。例如，BS 104可使用多个天线来使用一个或多个发送链和/或接收器链与UE 106通信。技术标准可描述用于这些装置之间的通信的各种模式，例如，LTE或5G NR标准可以描述各种发送模式(TM)，其可以为物理下行链路共享信道(PDSCH)消息指定不同的发送方案。例如，TM1可以仅利用单个天线，而其他(例如，更高编号)模式可以利用附加的天线。一个或多个物理下行链路控制信道(PDCCH)消息可包括控制信息。控制信息可以包括分配的等级(例如，等级标识符或RI)以及调制和编码方案(MCS)。控制信息的性质在不同的发送模式之间可能有所不同。例如，根据TM3和TM4，可包括预编码矩阵指示符(PMI)，但根据TM9，可能不包括PMI。
图3–无线装置的示例性框图
图3示出了UE 106的示例性框图。如图所示，UE 106可包括片上系统(SOC)300，其可包括用于各种目的的部分。例如，如图所示，SOC 300可包括可执行用于UE 106的程序指令的一个或多个处理器302和可执行图形处理并向显示器360提供显示信号的显示电路304。一个或多个处理器302还可耦接至存储器管理单元(MMU)340和/或其他电路或装置诸如显示电路304、无线通信电路330(例如包括一个或多个无线电部件)、连接器I/F 320和/或显示器360，该MMU可被配置为从一个或多个处理器302接收地址并将那些地址转换成存储器(例如存储器306、只读存储器(ROM)350、NAND闪存存储器310)中的位置。MMU 340可被配置为执行存储器保护和页表转换或设置。在一些实施方案中，MMU 340可作为一个或多个处理器302的一部分而被包括。
如图所示，SOC 300可耦接至UE 106的各种其它电路。例如，UE 106可包括各种类型的存储器(例如，包括NAND闪存310)、连接器接口320(例如，用于耦接至计算机系统、坞站、充电站等等)、显示器360和无线通信电路330(例如，用于LTE、LTE-A、5G NR、CDMA2000、蓝牙、Wi-Fi、GPS等等)。
如上所述，UE 106可被配置为使用多种无线通信技术来进行无线通信。另外如上所述，在此类情况下，无线通信电路(一个或多个无线电部件)330可包括在多个无线通信标准之间共享的无线电部件和/或专门配置为根据单个无线通信标准使用的无线电部件。如图所示，UE装置106可包括用于与基站、接入点和/或其他装置执行无线通信的多个天线335(例如，在各种可能性中，用于实施不同的无线通信技术、用于MIMO、用于柔性等)。
UE 106还可包括和/或被配置为与一个或多个用户界面元素一起使用。用户界面元素可包括各种元件诸如显示器360(该显示器360可为触摸屏显示器)、键盘(该键盘可为分立的键盘或者可实施为触摸屏显示器的一部分)、鼠标、麦克风和/或扬声器、一个或多个相机、一个或多个按钮中的任一者，和/或能够向用户提供信息和/或接收或解释用户输入的各种其它元件中的任一者。
UE 106可包括用于实施本文所述的特征的硬件和软件部件。例如通过执行被存储在存储器介质(例如，非暂态计算机可读存储器介质)上的程序指令，UE装置106的处理器302可被配置为实施本文所述的特征的一部分或全部。另选地(或除此之外)，处理器302可被配置作为可编程硬件元件，诸如FPGA(现场可编程门阵列)或者作为ASIC(专用集成电路)。另选地(或除此之外)，结合其他部件300、304、306、310、320、330、335、340、350、360中的一个或多个，UE装置106的处理器302可被配置为实施本文所述的特征部的部分或全部。
图4-无线装置的RF部分的示例性框图
图4是示出具有可配置天线布置的无线装置(诸如图1至图3中所示的UE 106中的一个)的示例性RF部分的框图。应注意，在图4中示出和关于图4描述的示例性特征并非旨在作为整体对本公开进行限制：以下关于图4提供的细节的许多变化和另选方案是可能的，并且应被认为在本公开的范围内。
如图所示，UE 106可包括N个天线的阵列和M个无线电部件的阵列。每个天线和每个无线电部件可耦接到天线开关块402。天线开关块402能够切换天线阵列的天线和无线电部件阵列的无线电部件之间的耦接/连接，以提供各种无线电部件/天线组合之间的连接。
可以使用各种算法中的任何算法来确定天线开关块402如何在各种可能的无线电部件/天线组合之间切换连接。作为一种可能性，可使用利用各种条件的技术。此类条件可以包括使用一个或多个定时器，并且可以使用测量(其使用一个或多个天线)(例如，根据本文随后另外描述的特征中的任一个)。为了方便起见，单数术语“无线电部件”可用于描述被配置为根据相关通信标准操作的装置的所有无线电部件。例如，如果UE 106具有被配置为根据LTE操作的多个无线电部件，则所述多个无线电部件可统称为无线电。
图5-自适应多路复用和发送/接收分集
如前文所述，许多无线装置可被配置为根据多种无线通信技术进行通信。在许多情况下，这可包括在无线装置中提供多个天线。不同的天线可以具有不同的特性，例如，基于尺寸、位置，和/或无线装置中的取向。不同的天线(以及可能相关联的发送线等)可被设计用于不同的应用，并因此例如可具有不同的谐振频率、方向性、屏蔽、平衡/不平衡和/或其他不同的特性。因此情况有时可能是基于无线电部件和天线特性(并且可能还取决于特定的通信场景)，并且在相同的无线通信介质条件下，无线装置的一个或多个天线可能与无线装置的其他天线相比更适合用于与无线装置的特定无线电部件相结合。
类似地，情况可能是无线通信条件的改变可能导致可以提供最佳通信特性的所述组天线的改变。
然而，在实践中，每个天线处的无线通信介质条件(例如，RF条件)的变化也可能对在任何给定时间哪些天线与特定无线电部件一起表现最佳而具有显著影响。例如，无线装置的不同天线可经历不同的信号强度以及在不同时间的不同噪声和干扰条件。例如，在各种可能的差异中，例如基于装置环境中的条件，无线装置的两个不同的天线可具有不同的干扰水平和/或信号衰减。例如，基于附近物体(例如，用户的手)的位置，一个天线可以具有去往/来自基站的相对清晰的路径，而另一个天线可以具有相对受阻的路径。装置环境中的此类差异可导致各种天线的不同性能特性。可以通过例如信号强度和/或干扰的测量来评估这些性能特性。因此，装置可通过基于此类条件自适应地选择一组天线来实现性能有益效果。
在一些实施方案中，可通过使用更多(例如，或全部)天线来实现性能有益效果。例如，具有四个天线的装置可以使用三个天线用于接收，并且第四天线用于发送和可能的接收。该方法可以提供高水平的性能或吞吐量，但是与使用更少的天线相比可能需要更高的功率使用(例如，导致更少的电池寿命)。此外，在一些情况下，基站、接入点或其他网络装置可将无线装置配置为使用某些天线或特定数量的天线用于通信。例如，基站可以将UE配置为使用四个天线来接收4x4MIMO信号(例如，通过指示等级4，例如，等级指示符(RI)等于4)。然而，在一些实施方案中，UE能够确定要使用的天线的数量。例如，如果基站选择2x2MIMO信号，则UE装置能够在使用单个天线接收、使用2个天线接收，以及使用4个天线接收之间进行选择。因此，在此类情况下，UE能够在更高的性能或更有效(例如，在功率使用方面)操作之间进行权衡。
在与第一组天线通信期间，除其它可能性之外，装置可以测量各种接收信号度量中的任一种，包括信噪比(SNR)、信号与干扰和噪声比(SINR)、接收信号码功率(RSCP)、接收信号强度指示(RSSI)、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)和信道质量指示符(CQI)。可采取此类测量而不需要附加的能量并且不中断使用第一组天线的通信(例如，发送和/或接收)。此类无线电测量可以表征当前条件下的第一组天线的性能，但是可以不直接揭示关于附加天线的潜在性能的信息，例如，不包括在第一组中。因此，如果第一组天线的性能低于期望的性能水平，则可能需要采取以下各种动作中的一个或多个：1)使用附加天线进行测量，2)对附加天线供电，和/或3)切换到不同组天线。然而，这些动作中的任一个可能导致附加的能量使用和/或中断接收和/或发送。例如，一些无线装置可以具有硬件限制，使得该组有源天线不能在不中断通信的情况下被修改。因此，可能需要平衡使用附加天线进行通信和/或测量的性能有益效果与成本(例如，潜在地丢失数据发送/接收和能量)的技术。
因此，至少在一些情况下，通过提供天线选择的灵活性，可以在无线装置中实现性能改善，同时考虑在每个天线处经历的RF条件以及当前通信场景中的无线电部件和天线特性之间的兼容性/相互作用。图5是示出用于提供此类自适应多路复用和发送/接收分集能力的方法的流程图。更具体地，图5的方法可用于在特定时间由无线装置选择用于无线通信使用(例如，发送、接收或两者)的天线(或多个天线)。
在其他装置间，图5所示的方法可与图中所示的计算机系统或装置中的任一个一起使用。作为一个具体示例，该方法可由无线用户设备装置诸如在图1至图4中示出并且在本文中关于图1至图4所述的UE 106来实施。UE可以包括多个天线，其中至少其子集可以用于根据图5的方法通过为其选择天线的无线电部件进行切换。UE还可以包括多个无线电部件，但是如果需要，该方法可以替代地在包括单个无线电部件的UE中实施。在各种实施方案中，所示的方法要素中的一些可按与所示次序不同的次序并发执行，或者可被省去。也可根据需要执行附加的方法要素。如图所示，该方法可操作如下。
在502中，UE可以与第一组天线通信。第一组天线可包括装置的一个、一些或全部天线。第一组中的一个或多个天线可用于发射/发送信号，并且一个或多个天线可用于接收信号。用于发送的一个或多个天线可以与用于接收的一个或多个天线相同或不同(例如，或与之重叠)。装置可根据各种无线通信标准中的任一种进行通信，诸如UMTS(WCDMA)、GSM、LTE、5G NR等。虽然本文给出的许多示例是以WCDMA和/或LTE的形式呈现的，但是这些的使用细节仅是说明性的，并不旨在限制本公开。第一组天线可包括被配置用于与使用中的一个或多个无线通信标准通信的任何或全部天线。
当与第一组天线通信时，装置可监测无线电链路条件(例如，通过连续地、随机地(例如，视需要)或周期性地进行测量)。该装置可以单独地监测第一组天线中的每个天线的此类条件和/或一起监测第一组天线的此类条件。可监测包括SNR、SINR、RSCP、RSSI、RSRP、RSRQ和CQI在内的各种接收信号度量中的任一个。
在与第一组天线通信时，装置可以进入各种状态中的任一种(例如，和/或在该状态下操作)。例如，除其它可能性之外，装置可以是空闲的或者可以处于已连接模式。该装置可以使用特征诸如非连续接收(DRX)。装置可发送和/或接收任何类型的数据，诸如语音、应用程序或控制数据。
在504中，装置可确定一个或多个触发条件，其可指示进行测量并考虑选择新的一组天线可能是有益的。除其它可能性之外，触发条件可包括吞吐量/功率比(TPR)、发送功率、接收信号度量、故障或失效(例如，不同步)事件，和/或各种一个或多个定时器的到期等。
吞吐量/功率比(TPR)可基于当前吞吐量(例如，包括上行链路发送、下行链路接收，或该两者)以及与有源天线相关联的当前功率使用来计算。可以以任何适用的方式计算此比率，包括基于平均周期和/或数据查找表。TPR可以是效率的直接指标，例如，就相对于所使用的能量传递的数据而言。在一些实施方案中，可以将当前TPR与另选的一组天线的TPR进行比较(例如，基于查找表)。如果另选的一组天线的TPR与当前TPR之间的差值超过阈值，则可以确定存在触发条件。此条件可以指示可以通过改变有源天线来实现对TPR的显著改善。类似地，可以将当前TPR与TPR阈值进行比较，并且如果当前TPR低于阈值，则可以确定存在触发条件。
发送功率也可为触发条件。在一些实施方案中，如果发送功率超过发送功率阈值，则可确定存在触发条件。此阈值可构成最大发送功率或最大发送功率的百分比(例如，对应于相对于当前发送功率的发送功率余量)。在一些实施方案中，基站可基于由基站接收的信号的强度或质量来发送信号至无线装置以增加发送功率。因此，发送功率增加可以对应于相对于有源发送天线的阻塞或干扰水平的增加。
一个或多个接收信号度量也可以是触发条件，例如，如果接收信号度量低于接收信号阈值，则可以确定存在触发条件。例如，如果RSCP低于RSCP阈值，则可以解释环境已经改变以阻挡一个或多个有源接收天线。因此，可期望选择不同的天线以实现更好的RSCP。应当注意，可使用各种接收信号度量中的任一种或它们的任何组合来确定触发条件。
各种无线电链路失败事件中的任一种也可构成触发条件。例如，停止服务(OOS)事件可以是触发条件。类似地，其他类型的事件(例如，失败事件)也可以是触发条件，包括：随机接入信道(RACH)失败(例如，基于竞争或基于非竞争)、S标准失败、最近使用的搜索过程、失败消息3(MSG3)发送，信号条丢弃或调度请求(SR)失败。此外，在一些实施方案中，在特定时间段内的多个此类事件(例如，失败率)可为触发条件。例如，如果SR和/或RACH失败的数量超过阈值(例如，在指定的时间长度内)，可以确定触发条件存在。此类失败率可指示当前天线组不提供足够的性能，例如，特别是对于以最大发送功率发送并且未被网络成功接收的消息。
触发条件可基于一个或多个定时器来确定。例如，定时器可到期，并且此到期可触发测量。此定时器可为禁止定时器，其被配置为禁止在先前测量之后的特定时间段内激活附加天线。在一些实施方案中，此禁止定时器可以由在使用所有天线的测量之后在空闲模式下操作的装置起动。作为一个具体示例，除了其他可能性之外，可以将定时器设置为在10.24秒内到期。在一些实施方案中，可以基于DRX周期来设置此定时器的值为例如特定数量的DRX周期。在一些实施方案中，定时器可被配置为以规则间隔触发测量，而不是动态触发(或者除动态触发之外)。例如，除其他可能性之外，可设置定时器来以每25帧触发测量。
在506中，无线装置可将一个或多个附加天线激活(例如，通电)以进行测量。在一些实施方案中，可使用与有源无线电部件或无线通信标准相关联的所有天线。例如，具有四个天线的无线装置可首先用一组两个有源天线来操作：一个执行发送和接收以及另一个天线仅接收。此装置可使得其余两个天线能够接收测量结果。如上所述，一些装置可具有硬件限制，使得通信(例如上行链路和/或下行链路)被附加天线的此激活中断。
在一些实施方案中，不可激活附加天线。例如，如果所有天线先前处于有源状态(例如，第一组天线包括所有天线)，则不可激活附加天线。在此类情况下，装置可以周期性地或连续地对一些或所有天线进行测量。因此，已经接通的天线可以被配置为在操作期间连续测量，或者通常比关闭(这可能不太频繁地发生)的天线的测量更频繁地测量。
无线装置可以使用有源天线(例如，第一组天线和附加的激活天线)进行一个或多个无线电链路测量。无线装置可测量所接收的信号度量中的任一个，包括SNR、SINR、RSCP、RSSI、RSRP、RSRQ和CQI等。无线装置可测量这些度量的任何组合以用于有源天线的任何组合。
无线装置可以进行一次这些测量，或者可以多次进行测量。例如，无线装置可以周期性地在测量持续时间(例如，除其他可能性之外，两个帧)进行测量，在一段持续时间(例如，与测量持续时间相同或不同的长度)停用附加天线，然后重新激活附加天线以用于另外测量。此模式可重复，使得测量以规则的测量间隔(例如，被配置为多个槽、帧、DRX周期或秒)进行。在一些实施方案中，装置可在测量持续时间连续进行测量。
无线装置可以聚合在测量持续时间或多个测量持续时间进行的测量。例如，该装置可使用滞后、平均和/或其他技术(例如，统计)来组合测量。
无线装置可以将测量或聚合的测量报告给基站或其他装置。基站或其他装置可以或可以不执行本文描述的计算和确定中的一些或全部。
在508中，无线装置(例如，或网络装置)可至少部分地基于一个或多个测量选择第二组天线。第二组的选择可随时发生。在一些实施方案中，可在组合的测量、评估/选择和交换时期期间进行选择，使得在可进行一个或多个测量的时期的过程中，可达成决定来识别第二组天线，并且可停用不是选定的第二组天线的一部分的天线。例如，此种组合的测量、选择和交换可在四帧的过程中发生。在一些实施方案中，该选择可以在测量后发生。例如，附加天线可在测量后停用，
选择第二组天线可包括多种类型的变化中的任一种。例如，可选择相同的天线，但可选择不同的天线(或天线的子集)用于发送。在一些实施方案中，所选择的天线的数量可改变，例如，第二组可包括比第一组更多或更少的天线。另选地，所选天线的数量可能不改变。另外，第一组天线和第二组天线可以或可以不重叠。例如，一个或多个天线可对两组都是通用的，或者没有天线可对两组都是通用的。另外，第二组可与第一组相同，因此可能不反映所选的天线的变化。
无线装置可使用算法来选择第二组天线。无线装置可将候选天线的测量与第一组天线进行比较以计算差值或Δ。可以将差值与一个或多个阈值进行比较以选择第二组天线。另外，算法和一个或多个阈值可以取决于包括无线装置的模式和测量之间的间隔的因素。在一些实施方案中，测量间隔可以在第一组天线和用于测量的任何附加激活天线之间不同。例如，第一组天线可以具有较短的测量间隔，因为这些天线可以连续地有源(并因此可连续地用于测量)，而附加天线可以仅基于测量间隔进行测量。在一些实施方案中，测量间隔越长，算法相对于一个或多个较旧测量值对最近测量值的放大程度越高。例如，算法可以通过将遗忘因子(例如，α)应用于最近的测量(例如，Xn)和先前的计算值(例如，Yn-1)来计算值(例如，Y-n)。此计算的示例可为：
公式1：Y-n＝(1-α)*Yn-1+α*Xn
可以为每个候选天线计算这样的值，并且可以确定计算值之间的差值，例如，将一个天线与另一个天线进行比较。在一些实施方案中可以将第一组发送天线(例如，第一发送天线)的值之间的差值与其他(例如，替代)天线中的每个的值进行比较，以选择第二组的发送天线。
差值可与阈值进行比较以选择第二组天线。阈值可基于天线能力，例如基于一个或多个接收天线的总各向同性灵敏度(TIS)和一个或多个发送天线的总辐射功率(TRP)的总和。阈值可根据状态或触发条件而不同。例如，连接状态(例如，数据信道(DCH))中的装置可对阈值施加调节以避免乒乓行为(例如，在具有类似特性的多组天线之间来回迅速转换)。在一些实施方案中，非连接状态下的装置诸如RACH可不应用此调节。
在510中，无线装置可以使用第二组天线进行通信。装置可停用(例如，关闭)不是第二组的部分的任何天线，并且可激活第二组的非有源的任何天线。该装置可使用为第二组选择的用于发送的天线。由于激活或停用天线，可能会中断通信。
在一些实施方案中，该方法可重复一次或多次。此类重复可包括任何数量的触发条件重复、测量和天线组的选择。
在一些实施方案中，无线装置可具有与解调分量载波(CC)相关的硬件限制，特别是在所有分量载波上支持大量天线(例如，4天线接收或4Rx)。因此，在若干个CC的载波聚合系统中，为了支持4Rx，可能需要组合较高数量的分量载波。因此，与信道聚合相关联的削波/CC资源分配可以是重要的考虑因素。在一些实施方案中，基站可指示信道聚合。用于执行半静态资源分配的方法可以基于以下层级来被优先化：支持4Rx的主分量载波(PCC)接收第一优先级；与支持4Rx的PCC相邻的辅分量载波(SCC)接收第二优先级；较高带宽SCC接收第三优先级；并且较高频率SCC接收第四优先级。注意，其他优先化方案是可能的，并且可以根据需要进行配置。
图6-两端口装置对比四端口装置
图6示出了从包括两个天线端口的装置到四个天线端口的转换。如图所示，天线/端口可以在装置中不同地布置。天线的布置可影响天线的特性并且可基于装置的环境影响性能。本文公开的实施方案可以应用于具有任何数量天线的装置。
图7-调度图
根据本发明的实施方案，许多可能的测量计划表和天线选择的改变是可能的。图7A至图7C描绘了此类计划表的例示性示例。注意，这些图的细节(例如，测量持续时间、测量间隔、天线数量、测量模式和天线组的变化等)仅是例示性的。
图7A描绘了具有四个天线(Rx0至Rx3)的无线装置(例如，UE106)的可能调度。无线装置可根据WCDMA进行通信。如图所示，该装置最初可以与天线Rx0和Rx1通信(例如，第一组天线包括用于发送和接收(Tx/Rx)的天线Rx0和仅用于Rx的天线Rx1)。该装置可以激活天线Rx2和Rx3(701)，可以使用所有天线对每天线两个帧的测量持续时间进行测量(703)。装置可以多次重复测量，该测量通过测量间隔在时间上分开(702)。可以在每次测量(例如，和/或天线交换)之前和之后立即中断帧。该装置可以另外进行测量和改变/交换天线组(704)。交换可包括停用天线Rx0和激活天线Rx2作为Tx/Rx天线。交换可包括5帧，在此期间所有四个天线都是有源的。交换可能不会改变天线Rx1和Rx3的状态。装置可采取另外的所有天线测量(705)。
图7B还描绘了具有四个天线的无线装置(例如，UE 106)的可能调度。最初，所有四个天线都可以是有源的，并且天线Rx0为Tx/Rx，而天线Rx1至Rx3仅为Rx。基于在通信期间进行的测量(711)(例如，没有测量中断通信)，装置可以执行交换以将Tx/Rx任务转换到天线Rx2；该交换可引起所有天线的1帧中断(712)。基于另外的测量或另一触发条件(例如，基于测量持续时间定时器)，装置可通过停用天线Rx0和Rx3来移动到双天线模式(713)。此移动可引起一帧中断。在双天线模式中，装置可周期性地进行四天线测量(714a至714n)。基于此类测量(例如，和/或其他触发条件)，装置可使用天线Rx0作为Tx/Rx来改变至四天线模式(715)。此改变也可引起一帧中断。
图7C还描绘了具有四个天线的无线装置的可能计划表。最初，所有四个天线都是有源的，并且天线Rx0是Tx/Rx，而天线Rx1至Rx3仅是Rx。基于在通信期间进行的测量(例如，没有测量中断通信)，装置可以执行交换以将Tx/Rx任务转换到天线Rx2；该交换可引起所有天线的一帧中断(721)。
图8A至图8D-发送(Tx)天线切换
图8A示出了作为流程图的自适应多路复用的示例性控制过程，特别是对于在DCH模式下根据WCDMA操作的装置的情况。最初，接收分集(例如，RxD，指示至少两个天线用于接收(例如，天线0和1)，其中一个可以是Tx/Rx，引起用于接收信号的空间分集)可以接通(801)，并且Tx功率可以大于或等于Tx功率阈值(802)。根据一些实施方案，RxD可以在DCH状态的初始时期被锁定(例如，除其他可能性之外，10秒)，例如，使得在该时期期间不减少该组有源天线。基于这两个条件(RxD接通和Tx功率等于或高于阈值)均为真，装置可以周期性地启用附加天线用于测量，例如，如上所述(803)。该装置可以测量每个天线的一个或多个接收信号度量，例如RSCP0-RSCP3。装置可以确定每个天线的度量的样本之间的间隔(例如，单独地)(804a和804b)。如上所述，附加天线(例如，天线2和3)的间隔可以比第一组天线(例如，天线0和1)的间隔更长。基于间隔和其他因素，装置可以确定用于比较天线测量和选择第二组天线的参数，例如，可以相对于有源天线0和1选择α和T(805a)。如前所述，α可表示遗忘因子并且T可以表示平均时期。装置也可选择α'和T'(例如，类似于α和T)，其可以相对于附加天线2和3使用(805b)。这些值可以用于使用等式计算值，诸如上面针对每个天线描述的等式1(806a和806b)。可将这些值相互进行比较(例如，确定一对天线之间的差值/Δ)(807)。具体地讲，仅Rx天线中的每个的值可与Tx/Rx天线(例如，天线0)进行比较。基于相对于Tx/Rx天线的至少一个仅Rx天线的Δ超过T或T'的阈值(例如，如适用)(808)，该Rx天线可以变为Tx/Rx天线。在多于一个天线超过此阈值的情况下，可以选择具有较大Δ(例如，其可以提供最大潜在改善)的天线(809)。然后，装置可以继续切换到所选择的Tx/Rx天线(810)。
图8B示出了作为流程图的自适应多路复用的示例性控制过程，特别是对于根据LTE操作的装置的情况。在一些实施方案中，如果发生事件触发机制(例如，与失败相关的触发条件)(851)，则装置可立即接通另外(例如，或全部)天线以进行无线电测量(852)。如图所示，除其他可能性之外，示例性的失败相关的触发条件可包括SR失败、RACH失败或MSG3失败。每个此类触发条件可以指定事件的数量、频率或速率的阈值(例如，N1、N2、N3)。此外，可以存在组合的触发阈值(例如，包括多种类型的失败)。在一些实施方案中，处于连接模式的装置可以周期性地接通另外(例如，全部)天线以进行测量(853)。装置可以或可以不施加发送功率阈值。然后，装置可使用所有有源天线进行测量(例如RSCP)。然后，该方法可以如关于图8A所论述的那样进行。
图8C包括用于各种测量间隔的参数α(例如，和/或α')、T(和/或T')和阈值(TH)的示例性值的表格。图8D示出了用于计算DCH或RACH条件的阈值(例如，计算D)的等式。注意，i对应于与Tx/Rx天线(例如，天线0)进行比较的天线。因此，在图8A至图8B所示的情况下，对于具有四个天线的装置，i可以等于1、2或3。
应当理解，图8A至图8D仅是示例性的，并且类似的方法可以应用于具有其他数量的天线、其他模式、其他通信标准等的装置。另外，替代控制过程和/或替代参数值和计算(对应于另外的实施方案)可以被配置用于所示或未示出的模式和标准中的任一个。
图9A至图9C和图10-有限状态机(FSM)图和MIMO模式
图9A至图9C示出了示例性FSM图。然而，所提供的状态之间转换的条件仅是示例性的而非限制性的。
更详细地，图9A描绘了在LTE空闲模式下操作的无线装置的示例性FSM图。该装置可与基站通信，例如使用两层MIMO。如图所示，装置可以基于条件在使用单个接收天线(例如，2x1)、两个接收天线(2x2)或四个接收天线(2x4)之间转换。注意，装置使用的最小天线数量可以与MIMO层的数量一样高(例如，至少同样高)。例如，在两层MIMO中，根据一些实施方案，可以使用至少两个发送天线和两个接收天线(例如，2×2)。图9A中所示的表格总结了可引起每个转换的示例性条件。在情况a下，可以满足(例如，可以符合)动态RxD(DRxD)条件，并且装置可以停用两个有源天线中的一个以进入2x1模式。DRxD可以指以下条件：1)SNR(例如，或另一个接收信号度量或度量的组合)超过阈值，以及2)装置已经非有源(例如，基站尚未调度UE)至少一个阈值时间量。在DRxD条件下，无线装置可使用较少的天线来接收，因为在非有源时期期间，UE仅可监测控制信道(例如PDCCH)。DRxD中的无线装置能够仅使用单个天线来解码控制信道消息(例如，如上所述，在DRxD条件下，SNR和/或其他度量可能是好的)。在情况b下，可能不满足DRxD条件或不再满足DRxD条件(例如，SNR可能降至低于阈值)，并且装置可以激活第二天线以进入2x2模式。在情况c下，可以满足列出的条件中的每个，包括：RSRP和SNR两者(在一个或多个接收信号度量的其他可能组合中)降至低于阈值、禁止定时器到期，并且RxD接通(例如，装置正在使用2个天线)。装置可在进入2x4模式时起动测量持续时间定时器(例如，对持续时间定时器)，并且可保持在该状态下持续时间短于(例如，或多达)测量持续时间定时器的持续时间。在情况d下，如果满足列出的条件中的任一个，则装置可以进入2x2模式，例如，如果接收信号测量诸如RSRP或SNR超过阈值，如果装置被配置用于单天线接收模式(例如，RxD关闭)，或者如果测量持续时间定时器到期。
图9B描绘了在LTE连接模式下操作的无线装置的示例性FSM图，其中MIMO方案多达两层。在一些实施方案中，2x2模式可为默认模式。在情况a下，装置可以响应于DRxD条件转换到2x1(例如，因为它可以监测控制信道消息诸如PDCCH)。在情况b下，装置可基于检测上行链路或下行链路授权转换到2x2；此转换可改善相对于所授权的资源的性能。在情况c下，装置可基于一个或多个触发条件转换到2x4模式，例如，由于不同步状态，或者为了改善TPR而对所有天线进行测量。在情况d下，装置可以在测量之后(例如，在基于测量改变或不改变不同组的两个有源天线的情况下)或者为了改善TPR转换到2x2。另外，在情况d下，装置可基于在装置上运行的一个或多个应用程序转换到2x2。例如，LTE上的语音(VoLTE)通常可以使用单层重传，因此在VoLTE呼叫期间，装置可以选择2x2。
图9C描绘了在LTE连接模式下操作的无线装置的示例性FSM图，其中MIMO方案多达四层。在一些实施方案中，具有等级4(例如，R4)的4x4模式可以是默认模式，其可以提供相对于其他可能模式的高吞吐量。情况a、b、c和d可以类似于图9B中所示的情况。在情况e下，装置可以基于分配的等级改善为4或等级4授权而移动到具有等级4的4x4模式。在情况f下，装置可类似地响应指示的变化至等级2或可向等级2转换，以便改善TPR。在情况g下，装置可检测DRxD条件(例如，可能变为非有源状态并且可监测控制信道消息)。与情况d类似，在情况g下，装置可以基于应用程序诸如VoLTE转换到4x2。
图10是示出各种可能的MIMO配置并描述每个此配置的表格。每个配置的特征在于MIMO层的最大数量和适用于该配置的接收天线的最大数量。
应当理解，图9A至图9C和图10仅是示例性的，并且类似的方法和FSM可以应用于具有其他数量的天线、其他模式、其他通信标准等的装置。另外，对应于另外的实施方案的替代FSM可以被配置用于所示或未示出的模式和标准中的任一个。
图11A至图11B-天线组选择的流程图
在一些实施方案中，可以基于天线组来选择无线装置的天线。例如，一些装置可具有可以允许天线组选择但是不能选择单独的天线的硬件限制。图11A至图11B示出了使用每组两个天线的两个天线组的UE装置的示例性选择过程。如图所示，此类组可以是组1(包括端口A和端口B)和组2(包括端口C和端口D)。对于与组1一起操作的UE，Tx可以是端口A或端口B，并且同时Rx可以是端口A+端口B(接收分集)。换句话说，端口A可以是Tx/Rx，并且端口B可以仅是Rx(以提供接收分集)。可替代地，可以颠倒任务，使得端口B是Tx/Rx而端口A仅是Rx。端口C和D的发送和接收任务可以类似地针对组2划分。注意，所示出的过程、分组和任务仅是示例性的，并且各种其他过程和实施方案是可能的，包括具有不同数量的天线和/或天线组的UE。另外，尽管所示的过程以使用组1的装置“开始”，但是组2可以根据需要被替换。另外，可以根据需要配置参数(例如，定时器值、阈值、使用的特定度量、使用自定义加权度量的度量的权重等)。
图11A示出了以连接模式操作的装置的选择过程。如图所示，装置可以在运行组1ARTD过程的情况下开始操作(1101)。在ARTD过程中，UE可以周期性地检查是否存在触发条件以考虑改变天线组(1102)。此类触发条件可以包括超过阈值的发送功率(Tx)(除其他可能的度量或度量组之外)和/或定时器的到期(例如，乒乓定时器)。如果存在触发条件，则UE可以访问天线组优选信息(1103)。此类优选信息可为预定的，或可取决于条件。该优选信息可以从射频软件(RFSW)、网络(例如，基站或接入点等)和/或传感器等访问。如果发现用于组1的优选(1104)，该过程可以返回到组1ARTD运行。如果没有找到组1的优选，则该过程可以存储与组1(例如，G1)相关联的当前测量，例如RSRP，RSSI和Tx功率(1105)。然后，装置可以确定是否找到针对组2的优选(1106)。UE可以起动盲试定时器(T1)，其持续时间可以取决于是否找到针对组2的优选，例如，如果找到优选(例如，针对组2)，则定时器可以比没有找到优选(1107)更长。装置可以切换到组2，锁定RxD(1108)，并启动组2ARTD(1109)，其可以在盲试定时器的持续时间内运行。一旦盲试定时器到期(1110)，装置可以存储与组2相关联的测量，诸如RSRP、RSSI和Tx功率(1111)。该装置可以比较两组的存储的测量(例如，除其他可能性之外，Tx功率)(1112)。基于该比较，装置可以回退到组1(1113)或者可以继续使用组2(1114)。UE可以起动乒乓(T2)定时器(1115)，其持续时间可以取决于所选择的组(例如，在回退到组1的情况下它可以更长)。方法/过程可无限重复(例如，返回到1101，在选定的天线组的情况下)。
图11B示出了在空闲模式(例如，DRX)下操作的装置的选择过程。选择过程可类似于连接模式过程，但可根据需要配置各种差异。一个差异可以是SNR而不是Tx功率可用作触发条件。第二差异可以是乒乓和/或盲试定时器的持续时间可以被配置为多个DRX周期。
图12A至图16D-吞吐量/功率比(TPR)
如本文所论述的，TPR可以在各种实施方案中用于各种目的。例如，TPR可以用作使用另外或所有天线发起测量的触发条件。在一些实施方案中，如果有源天线组的TPR降低到阈值以下，例如绝对阈值或另选的一组天线的预期TPR，则可以触发测量。作为第二示例，TPR可以用作用于选择一组天线以激活(或保持有源等)的选择标准，例如，具有最高TPR(例如，如测量的或估计的)的候选组可以根据一些实施方案被选择。在一些实施方案中，可以以各种方式计算或估计TPR，并且计算的性质可以至少部分地取决于可用的度量。下面的方法和等式仅是示例性的。特别地，应该注意，本文描述的方法是针对具有四个天线的装置呈现的，但是类似的方法可以应用于不同数量的天线。
图12A描绘了用于基于完全互信息(MI)确定TPR的等式。完整MI可包括针对每个天线、调制和编码方案(MCS)、CQI和/或附加信息的信道估计和干扰估计。与下面论述的一些替代方案相比，完整MI是估计TPR的相对精确的基础，因此如果可获得完整MI，则可以是优选的。在等式中，γ(γ)可表示调度速率。P4Rx可表示4Rx和P2Rx的功率成本x，并且P2Rx可表示2Rx的成本。因此，在每个等式中，TPR可以与调度速率乘以所有天线上的MI因子的总和成正比。TPR可与功率成本成反比。在第二等式中，仅使用2个天线，因此存在作为用于接收等级2发送的候选组的2个天线的6种可能组合，并且针对具有最佳MI的2个天线的组合计算求和。
图12B描述用于基于SNR确定TPR的等式。SNR可以是用于确定TPR的相对不精确的度量。SNR的对数可以是完整MI的理论近似值。
用于计算或估计TPR的第三替代方案可基于天线不平衡和相关性。该计算可提供比使用SNR更高，但比完整MI更低的精度。图13A至图15E示出了可用于根据天线相关性(例如，beta或β)和天线不平衡(alpha或α)计算TPR的等式。
图13A至图13D示出了在2×2MIMO的情况下的天线不平衡和相关性。图13A示出了两个天线之间的相关性(β)。图13B是信道模型，其中H模拟天线不平衡(图13C)，并且K模拟天线相关性(图13D)。
对于4x4MIMO的情况，图14A至图14C类似于图13A至图13D。图14A示出了4个天线的β。图14B示出了基于3GPP 36.101附录B的计算的相关性。图14C示出了假设纵向模式抓握的天线不平衡。在一些实施方案中，纵向抓握可以是网页浏览的典型。
图15A至图15E示出了基于α和β的TPR的计算。图15A示出了给定图15B中所示的标识和图15C的MIMO信道的发送模式4(TM4)的容量(例如，C)的计算。Lamdai(λ)表示HH*的奇值，并且SNR可以定义为1/N0。该计算可以表示与发射器和接收器两者相关联的信道状态信息可用的情况。图15D表示仅具有接收器CSI的容量的计算(例如，TM3)。图15E是用于基于容量计算TPR的等式。
图16A至图16D描绘了作为相关性(beta)和不平衡(alpha)的函数的理论容量。图16A可以表示具有20dB的SNR的2x2MIMO的情况。图16B可以表示具有30dB的SNR的2x2MIMO的情况。图16C可以表示具有20dB的SNR的4x4MIMO的情况。图16D可以表示具有30dB的SNR的4x4MIMO的情况。
在下文中，提供了另外的示例性实施方案。
在一组实施方案中，用于操作无线用户设备(UE)装置的方法可包括：使用第一组天线来与基站通信；确定用于执行天线测量的一个或多个触发条件；基于所述一个或多个触发条件，对至少第一组天线执行天线测量；
基于天线测量，选择新的一组天线用于与基站通信，其中所述新的一组天线与所述第一组天线不同；并使用所述新的一组天线来与所述基站通信。
根据一些实施方案，一个或多个触发条件可以包括以下中的至少一者：发送功率超过发送功率阈值；接收信号度量低于接收信号阈值；或检测到失败或停止服务事件。
根据一些实施方案，一个或多个触发条件可以包括定时器到期，其中定时器测量自先前测量以来的时间。
根据一些实施方案，方法可还包括：确定UE装置处于空闲模式；在进行测量之前启用附加天线，其中所述附加天线和所述第一组天线用于进行测量；在启用附加天线时起动测量持续时间定时器；其中所述选择新的一组天线是在测量持续时间定时器到期时或之前完成的。
根据一些实施方案，附加天线和第一组有源天线的组合可包括四个天线。
根据一些实施方案，新的一组天线可包括少于四个天线。
根据一些实施方案，测量持续时间定时器可包括多个连续的非连续接收(DRX)周期。
根据一些实施方案，进行测量可包括在连续的DRX周期中的每个处进行一个或多个测量。
根据一些实施方案，该方法可还包括：确定第一组天线的吞吐量/功率比(TPR)，其中，所述一个或多个触发条件包括第一组天线的TPR比降至低于TPR比阈值。
根据一些实施方案，TPR可基于以下中的一个：信噪比(SNR)；全互信息；或天线不平衡和相关性。
根据一些实施方案，该方法可还包括：从基站接收配置指示，其中，配置指示指定信道聚合；以及执行半静态资源分配，其中基于以下内容对半静态资源分配进行优先化：支持4Rx的主分量载波(PCC)接收第一优先级；与支持4Rx的PCC相邻的辅分量载波(SCC)接收第二优先级；较高带宽SCC接收第三优先级；以及较高频率SCC接收第四优先级。
根据一些实施方案，选择新的一组天线可以包括改变哪个天线用于从第一天线到第二天线的发送，其中基于将第一天线的测量值与第二天线的测量值进行比较来选择第二天线。
根据一些实施方案，将第一天线的测量值与第二天线的测量值进行比较可以包括：计算第一天线的测量值与第二天线的测量值之间的差值；将该差值与阈值进行比较，其中阈值基于以下中的至少一个：一个或多个接收器天线的总各向同性灵敏度，以及第一天线的最大辐射功率。
根据一些实施方案，一种用于操作无线用户设备(UE)装置的方法可以包括：使用第一组天线与基站通信；确定一个或多个触发条件；基于所述一个或多个触发条件：接通不同于所述第一组天线的第二组天线；针对所述第一组天线和所述第二组天线执行天线测量；基于所述天线测量，选择用于与所述基站通信的新的一组天线，其中所述新的一组天线不同于所述第一组天线；基于选择所述新的一组天线，关闭剩余的一组天线；以及使用新的一组天线来与基站通信。
另一示例性实施方案可包括一种无线装置，该无线装置包括：天线；无线电部件，所述无线电部件耦接到所述天线；和处理元件，所述处理元件可操作地耦接到无线电部件，其中所述装置被配置为实现前述示例的任何或所有部分。
示例性的另一组实施方案可包括非暂态计算机可访问存储器介质，其包括程序指令，当该程序指令在装置处执行时，使该装置实现前述示例中任一示例的任何或所有部分。
示例性的另一组实施方案可包括一种包括指令的计算机程序，所述指令用于执行前述示例中任一示例的任何或所有部分。
示例性的另一组实施方案可包括一种设备，该设备包括用于执行前述示例中任一示例的任何或所有要素的装置。
可以各种形式中的任一种形式来实现本公开的实施方案。例如，可将一些实施方案实现为计算机实施的方法、计算机可读存储器介质、或计算机系统。可使用一个或多个定制设计的硬件装置诸如ASIC来实现其它实施方案。可使用一个或多个可编程硬件元件诸如FPGA来实现其它实施方案。
在一些实施方案中，非暂态计算机可读存储器介质可被配置为使得其存储程序指令和/或数据，其中如果该程序指令由计算机系统执行，则使得计算机系统执行方法，例如本文所述的方法实施方案中的任一种方法实施方案，或本文所述的方法实施方案的任何组合，或本文所述的任何方法实施方案中的任何子集，或此类子集的任何组合。
在一些实施方案中，装置(例如UE 106)可被配置为包括处理器(或一组处理器)和存储器介质，其中存储器介质存储程序指令，其中处理器被配置为从存储器介质读取并执行程序指令，其中程序指令是可执行的以实施本文所述的各种方法实施方案中的任一种方法实施方案(或本文所述的方法实施方案的任何组合，或本文所述的任何方法实施方案的任何子集、或此类子集的任何组合)。可以各种形式中的任一种形式来实现该装置。
虽然已相当详细地描述了上面的实施方案，但是一旦完全了解上面的公开，许多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本发明旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。

Claims (20)

1.一种用于操作无线用户设备(UE)装置的方法，包括：
使用第一组天线来与基站通信；
确定一个或多个触发条件；
基于所述一个或多个触发条件：
接通不同于所述第一组天线的第二组天线；
针对所述第一组天线和第二组天线来执行天线测量；
基于所述天线测量，选择用于与所述基站通信的新的一组天线，其中所述新的一组天线不同于所述第一组天线；
基于选择所述新的一组天线，关闭剩余的一组天线；以及
使用所述新的一组天线来与所述基站通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个触发条件包括发送功率超过发送功率阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个触发条件包括定时器到期，其中所述定时器测量自先前天线测量以来的时间。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述第一组天线的吞吐量/功率比(TPR)，其中所述一个或多个触发条件包括所述第一组天线的所述TPR降至低于TPR阈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述TPR基于以下中的一者：
信噪比(SNR)；
全互信息；或
天线不平衡和相关性。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从基站接收配置指示，其中所述配置指示指定信道聚合；以及
执行半静态资源分配，其中所述半静态资源分配基于以下内容而被优先化：
支持4Rx的主分量载波(PCC)接收第一优先级；
与支持4Rx的PCC相邻的辅分量载波(SCC)接收第二优先级；
较高带宽SCC接收第三优先级；以及
较高频率SCC接收第四优先级。
7.一种用于管理无线用户设备装置(UE)的天线选择的设备，所述设备包括：
至少一个处理元件，所述至少一个处理元件被配置为使所述UE：
使用第一组天线来与基站通信；
确定一个或多个触发条件；
基于所述一个或多个触发条件：
接通附加天线；以及
执行天线测量；
基于所述天线测量，选择用于与所述基站通信的新的一组天线；以及
使用所述新的一组天线来与所述基站通信。
8.根据权利要求7所述的设备，
其中所述附加天线和所述第一组天线的组合包括四个天线，
其中所述新的一组天线包括少于四个天线。
9.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理元件进一步被配置为使所述UE：
确定所述UE装置处于空闲模式；
在接通所述附加天线时起动测量持续时间定时器；
其中选择所述新的一组天线是在所述测量持续时间定时器到期时或之前完成的。
10.根据权利要求9所述的设备，
其中所述测量持续时间定时器包括多个连续的非连续接收(DRX)周期，
其中执行天线测量包括在所述连续的DRX周期中的每个连续的DRX周期处进行一个或多个测量。
11.根据权利要求7所述的设备，其中为了选择所述新的一组天线，所述处理元件进一步被配置为使所述UE：
执行第一天线的测量与至少第二天线的测量的比较，其中选择所述新的一组天线包括改变哪个天线用于从所述第一天线到所述第二天线的发送，其中基于所述比较来选择所述第二天线。
12.根据权利要求11所述的设备，其中为了执行所述比较，所述处理元件进一步被配置为使所述UE：
计算所述第一天线的所述测量和所述第二天线的所述测量之间的差值；
将所述差值与阈值进行比较，其中所述阈值基于以下中的至少一者：
一个或多个接收器天线的总各向同性灵敏度，和
所述第一天线的最大辐射功率。
13.根据权利要求7所述的设备，其中所述一个或多个触发条件包括接收信号度量降至低于接收信号阈值。
14.根据权利要求7所述的设备，其中所述一个或多个触发条件包括
检测失败或停止服务事件。
15.根据权利要求7所述的设备，其中所述一个或多个触发条件包括失败率。
16.根据权利要求7所述的设备，其中所述触发条件基于所述第一组天线的吞吐量/功率比(TPR)与所述新的一组天线的TPR的比较。
17.一种无线用户设备装置(UE)，包括：
多个天线；和
处理元件，所述处理元件操作地耦接到所述多个天线，其中所述处理元件被配置为使所述UE：
使用第一组天线来与基站通信；
确定用于执行天线测量的一个或多个触发条件；
基于所述一个或多个触发条件，对至少所述第一组天线执行天线测量；
基于所述天线测量，选择用于与所述基站通信的新的一组天线，其中所述新的一组天线不同于所述第一组天线；以及
使用所述新的一组天线来与所述基站通信。
18.根据权利要求17所述的UE，其中所述处理元件进一步被配置为使所述UE：
确定天线测量之间的至少一个间隔；以及
基于所述至少一个间隔来确定一个或多个参数，其中所述一个或多个参数用于选择所述新的一组天线。
19.根据权利要求18所述的UE，其中所述处理元件进一步被配置为使所述UE：
激活至少一个附加天线以执行所述天线测量，其中所述至少一个间隔包括用于所述至少一个附加天线的间隔和用于所述第一组天线的间隔，其中用于所述至少一个附加天线的所述间隔不同于用于所述第一组天线的所述间隔。
20.根据权利要求17所述的UE，其中为执行天线测量，所述处理元件进一步被配置为使所述UE：
使用所述第一组天线来执行天线测量；
起动盲试定时器；
切换到另选的一组天线；
使用所述另选的一组天线来执行天线测量；
在所述盲试定时器到期时，将所述第一组天线的所述天线测量和所述另选的一组天线的所述天线测量进行比较，其中基于所述比较来选择所述新的一组天线。
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